1、IMS 网络架构及应用分析摘 要在对 IMS 技术的主要应用进行概述的基础上，从 IMS 系统的建设实践出发，详细的分析了 IMS 网络架构及相关技术，形成了相对完善的 IMS 整体架构技术体系。为了分析 IMS 的技术特点，将构成的网络结构与软连接技术相对比，探讨了 IMS 技术的技术优势。 关键词IMS；电力通信；容灾能力 中图分类号：TN91 5 文献标识码： A 文章编号：1009-914X（2015）47-0135-01 IMS（IP Multimedia Subsystem）技术，是新一代支持 IP 分组的网络通信系统构建技术，能够实现业务与信号传送独立、开放接口、独立控制等功能相
2、关功能。在该种技术背景下，应用者利用不同类型的终端即可以实现有线控制与无线控制的融合，构建立体化的通信网络，能够有效的提高系统的控制质量和控制响应速度。 1、IMS 技术的主要应用 按照相关的国际标准和规范，当前 IMS 技术已经基本发展成熟，而且主要在通信增值业务中得到了相对广泛的应用。例如，将 IMS 技术与移动网络联合使用，开发出诸如一键通、视频共享等相关增值服务项目；通过将 IMS 技术与固定网络联合起来，构建面向大型用户的 IP Centrex服务项目，同时也可以为公众客户提供 VoIP 等相关业务。多样化的通信方式使得系统的通信可靠性得到明显提高。IMS 技术的应用，有效的提高了系
3、统的容灾能力和运行稳定性。 2、IMS 网络架构设计分析 2.1 骨干侧网络的架构 以省电力公司 IMS 技术应用为例，其骨干侧网络架构包括数据通信骨干网络和省级数据通信网络 PE 设备等，其基本的结构如图 1 所示。 在图 1 中，数据通信骨干网的网络架构在具体的构建过程中可以保持不变，在该拓扑结构中作为控制信号的信息“云” 。而省级网络（PE1、PE2）则能够直接接入到数据通信骨干网络中。地市级网络的PE1、PE2 则直接接入到省网的 PE1、PE2 中，通过与数据通信骨干网络进行数据联通，在同一个行政区域内支持 ISIS、MPLS VPN 等相关设备的部署。在实际的架构过程中，骨干网络、
4、省级公司和地市级公司的所有 PE设备均使用 ISIS 路由协议进行布置，直接应用 MPLS VPN 对 IMS 业务加以区分。 在架构数据通信网网络的过程中，通常要求在每个单位设置两台 IMS CE 设备承担 IMS 的通信功能，且该两台设备使用“口”字型网络连接到省级网络的 PE1、PE2 中。其中，每一套 IMS 系统与两台组网交换机相连，并且将其中一台作为 IMS 系统的主端口，另一台则作为相关设备的备用端口，保证系统的整体稳定性。IMS 中的相关设备在利用 IMS 的组网交换机进行数据综合之后，上行两台 IMS CE 设备，利用其增强型 VRRP 技术保证电网发生故障时能迅速切断（通常
5、在 50ms 内） 。 2.2 接入侧的网络架构 数据通信网络的接入侧在组网架构的过程中，主要针对地市级的 PE设备和下级的相关交换设备、IMS 终端设备进行设计。其中，IMS 终端设备主要包括 SIP 硬件终端、IAD 和 AG 设备，所有的终端在连接完成之后即可以利用省级通信网络接入到通信系统中。其中， IMS 等相关终端设备的接入方式如图 2 所示。 该网络接入方案通过增加一台 PoE 交换机，将之用作 IMS 业务的楼道交换设备，从而利用现有的楼层通信线缆双上行到当前设置的两台汇聚交换设备中，实现数据通信。由于网线的传输距离通常较短（一般在90m 以内） ，因此优先使用光缆资源进行通讯
6、。其中，AG 设备通常设置在机房当中，为了减少线缆的使用量，在实际的架构过程中可以就近接入到设置的两台汇聚交换设备当中。 2.3 VPN 设计 为了实现端到端的 IMS 媒体与信息指令发布，在数据通信网络中需要增加设置 IMS VPN。通常，可以采用在省级 PE 与地市级 PE 设备中进行路由配置的方式予以解决。在具体操作过程中，要对各个网络的非可信终端地址进行匹配，从而限制省级网络接入侧的非可信终端，保证其只能够对 SBC 设备进行数据访问，确保电网的核心网络处于绝对安全地位。在接入终端用户的过程中，可以直接在交换设备上将话音业务规划IMS VLAN 中，与当前既有的楼道接入交换机设备进行统
7、一设置。若是新增加的独立交换设备，则可以不需要重新划分 VLAN。根据交换机业务范围的不同，VLAN 将 IMS 系统的业务上传至汇聚交换机中，进行 IMS 业务的专门处理。 骨干网接入 VPN 时，各个地区设置的 IMS、SBC 等相关设备可以通过省级网络的 PE 设备接入到 IMS VPN 中。为了确保电话系统能够有效的抵御病毒、非法的端口扫描等影响，在接入的过程中要与办公通用的信息VPN 进行隔离，通过设置专用的 IMS CE 保证整个系统完全处于独立的IMS VPN 中运行。 3、IMS 技术与软交换技术的比较分析 与传统的交换网对比，基于软交换技术的组网能够实现基于 IP 的分组网、
8、控制以及承载层分离等功能。同时，其也具有运行成本低、容量较大的优势。在 IMS 技术和软交换技术之间如何选择、发展是当前电力系统通信组网中需要关注的一个问题。因此，对比分析两者的技术特点和差别，对电力系统的组网尤为必要。基于软交换技术的电力系统组网功能结构如图 3 所示。 单从采用的基础技术角度来看，两者具有较大的相似性： 都是基于 IP 进行分组网； 两者都可以实现控制与承载的相互分离； 绝大部分的协议能够相互通用，或者具有较大的相似性； 诸多网关设备以及采用的终端设备基本能够互换。 但是，从技术功能的角度来看，两者的最大区别主要包括这样三个方面： IMS 技术在软交换技术的基础上，不但实现
9、了控制与承载层相分离，而且实现了呼叫控制层与业务控制层的相互分离； IMS 技术是基于移动通信网络发展起来的，因此其在移动性能方面具有明显优势，而且通过外置数据库（HSS） ，能够实现对用户权限、用户业务资料的保护等功能； 与软交换技术中会话初始协议（SIP）只能够用于呼叫控制一种协议相比，IMS 系统在架构的过程中可以使用 SIP 进行呼叫控制以及业务控制，不再局限于媒体网关协议（MGCP）与 H.248 协议的范围内，增加了 IMS 技术的应用灵活度。 综上所述，IMS 技术在整体结构以及技术特点方面，更加注重与当前网络组网的灵活性，而且大部分的网络设备和通信协议都能够与基于软交换技术的通信网络互换，使得其具有更广泛的应用潜力。 参考文献 1 赵元珍. 青海电力通信交换网发展方向的探讨J. 青海电力， 2008，27（2）. 2 李晓静，冯小芳，李炳林. 电力系统 IMS 业务网络承载方案J. 电信工程技术与标准化， 2015（2）. 3 高强，尹永飞. 软交换及 IMS 承载电力二次系统业务指标分析J. 中国科技信息， 2015（9）.
